(57)【要約】【課題】二重管構造輸送管における出口弁の開閉動作におけるアッシュカットを可及的に抑制しながら、出口弁に対する保守作業の著しい軽減、気流搬送システムの頻繁な操業停止の回避が図られるようする。【解決手段】輸送管３は、プラグ状に内在する粉体を流動させながら目的地に向けて導く外管３Ｑと、プラグ状粉体を崩壊させる乱流を外管下半部に吹き出す噴出口を有して外管内部上方に配置された内管３Ｒと、からなる二重管構造である。圧縮機５から送られる加圧用気体でもって粉体１が装入された圧送用ベッセル２を加圧することにより、出口弁４の上流側圧力が大気圧から上昇して下流側圧力に到達した時点で出口弁４が開かれ、圧送用ベッセル２内の粉体を圧縮機５から引き続き送られる搬送用気体とともにこの出口弁４を介して輸送管３に送る。【選択図】図１
2013079117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を加圧するとともに流動化を図る圧送用ベッセルと固気混合状態で気流搬送する輸送管との間に出口弁を配し、その出口弁を開閉制御する方法において、
前記輸送管は、プラグ状に内在する粉体を流動させながら目的地に向けて導く外管と、プラグ状粉体を崩壊させる激しい乱流を外管下半部に吹き出す噴出口を有して外管内部上方に配置された内管と、からなる二重管構造であり、
圧縮機から送られる加圧用気体でもって粉体が装入された圧送用ベッセルを加圧することにより、前記出口弁の上流側圧力が大気圧から上昇し始めても、前記二重管構造の輸送管に連なっているゆえに大気圧より高い状態にある下流側圧力に到達するまでは該出口弁を閉じたままにしておき、前記上流側圧力が下流側圧力に到達した時点で前記出口弁が開かれ、前記圧送用ベッセル内の粉体を前記圧縮機から異なる経路をたどり引き続き送られる搬送用気体とともに出口弁を介して前記輸送管に送り、その継続した気流搬送の後に前記圧送用ベッセル内の粉体が所定残存量となった時点で気流搬送を停止すべく、圧送用ベッセルに搬送用気体を送るのを停止し、それと同時もしくはその直後に前記出口弁が閉じられるようにすることを特徴とする二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項２】
前記加圧用気体は圧縮機からの経路のうち絞り弁が介在されている経路をたどって圧送用ベッセルに送られ、前記搬送用気体は絞り弁が介在されない経路をたどって圧送用ベッセルに送られるものであり、加圧用気体による圧送用ベッセルの加圧は前記出口弁が開かれた時点で停止され、その後は搬送用気体が圧送用ベッセルに送られるようにすることを特徴とする請求項１に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項３】
前記出口弁が開かれるのを、出口弁上流側圧力が下流側圧力に到達した時点することに代えてベッセル加圧終了時とし、この加圧終了時の圧力を気流搬送停止のための搬送終了時輸送管内圧に等しくしておくことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項４】
前記出口弁と輸送管との間にミキシングチャンバが介装され、前記出口弁を通過した固気混合体に前記ミキシングチャンバでさらに気体を混入させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項５】
前記ミキシングチャンバへは、輸送管において気流搬送されているとき、圧送用ベッセル内で昇圧した搬送用気体が粉体とともに供給され、この固気混合体に、前記搬送用気体を送っている圧縮機の下流側で分岐されて圧送用ベッセルを迂回する通路を介したバイパス流が前記ミキシングチャンバで混入されることを特徴とする請求項４に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項６】
前記ミキシングチャンバへは、輸送管において気流搬送が開始されるまで、前記圧送用ベッセルに搬送用気体を送っていた圧縮機の下流側で分岐されて圧送用ベッセルを迂回する通路を介したバイパス流が、圧送用ベッセルにおける前回の気流搬送終了時圧でもって供給されることを特徴とする請求項４に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項７】
前記圧送用ベッセルは２基が並列に設けられて輸送管にはそれぞれが直列に接続され、前記出口弁は各圧送用ベッセルと輸送管との間に配され、両出口弁が同時に開かれることはないようにしていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項８】
前記２基の圧送用ベッセルに送られる加圧用気体ならびに粉体の搬送用気体は、圧縮機下流の分岐管を介して両圧送用ベッセルへ交互に送られることを特徴とする請求項７に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項９】
各出口弁と輸送管との間にミキシングチャンバが介装され、前記出口弁を通過した固気混合体に前記ミキシングチャンバでさらに気体を混入させることを特徴とする請求項６に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項１０】
開いている出口弁に接続されているミキシングチャンバへは、輸送管において気流搬送されているとき、圧送用ベッセル内で昇圧した搬送用気体が粉体とともに供給され、この固気混合体に、前記搬送用気体を送る圧縮機から当該圧送用ベッセルを迂回する通路を介したバイパス流が前記ミキシングチャンバで混入されることを特徴とする請求項９に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項１１】
一方の圧送用ベッセルにおいて気流搬送を終了した時点では、その圧送用ベッセルに接続されたミキシングチャンバへの前記バイパス流が止められ、直後に、加圧が開始された他方の圧送用ベッセルに接続されたミキシングチャンバへは、輸送管において気流搬送が開始されるまで、前記一方の圧送用ベッセルに搬送用気体を送っていた圧縮機から前記他方の圧送用ベッセルを迂回する通路を介したバイパス流が、前記一方の圧送用ベッセルにおける気流搬送終了時圧でもって供給されることを特徴とする請求項８に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【請求項１２】
前記上流側圧力は圧送用ベッセルに気体を送る管路に介装された圧力ゲージにより、下流側圧力は前記ミキシングチャンバに気体を混入する管路に介装された圧力ゲージにより検出されるようにしたことを特徴とする請求項４または請求項９に記載された二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法に係り、詳しくは、粉体を加圧するとともに流動化を図る圧送用ベッセルと固気混合状態で気流搬送する二重管構造の輸送管との間に設けられた出口弁を開閉制御する際、出口弁でのアッシュカットの発生を回避して弁体や弁座の損耗を軽減できるようにした弁開閉制御法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉体を気流搬送する場合、粉体を加圧するベッセルには目的地まで延びる輸送管が接続される。ベッセルと輸送管との間には、ベッセルに粉体を装入しているときやベッセル加圧中は閉止されるが、気流搬送するときは開かれる出口弁が設けられる。例えば特許文献１には、その出口弁において気流摩擦によるアッシュカットが発生するのを防止できるようにした粉体の圧送装置が記載されている。
【０００３】
アッシュカットとは、例えば図１２の（ｂ）に示すように、加圧により所定圧力に達した圧送用ベッセル７１から出口弁７２を介して輸送管７３に粉体７４を送る際、開弁動作初期の開きの小さい時点で高速通過する気流７５が粉体を伴って弁体や弁座に摺り疵をつけることをいう。この現象は、後に図１２の（ｄ）で説明するように、搬送圧力を受けている固気混合体の搬送を停止させる際、出口弁７２の閉弁終了間近の狭められた通路から粉体を伴った気流７６が高速で通過するときも発生する。出口弁におけるアッシュカットは弁体７２ａや弁座７２ｂ等の取替えまでの期間の長期化を阻み、粉体気流搬送システムの頻繁な操業停止を余儀なくさせる。なお、図１２は輸送管７３として二重管構造が採用されている場合であり、その全図は弁体と弁座における摺り疵の発生メカニズムを、加圧中、所定圧力下、搬送圧力下、搬送停止直前の順で表している。
【０００４】
このようにしてできる摺り疵は、弁体と弁座の摺動面にすでに生じた表面疵をたどる気流によって助長されることもある。図１３の（ｂ）に示すごとく、圧送用ベッセル７１の加圧中に弁体摺動面には粉体７４ａが付着する。同図の（ｃ）のように、弁体７２ａが回転すると弁座との間に粉体を噛みこませて摺動面に疵を生じさせる。この表面疵が成長すると、同図の（Ｂ）のように、ベッセル加圧中の段階であるにもかかわらず粉体を伴う気流７７が疵をたどって噴出する。この気流摩擦により摺り疵が成長したり、甚だしくは噴出粉体が弁箱に穴を明ける事態に到る。なお、この図１３の全図は、輸送管として単管７８が採用されている場合での弁体と弁座における表面疵の発生メカニズム（左側）と、表面疵のある弁体と弁座における漏出空気の発生メカニズム（右側）を加圧開始、加圧中、所定圧力下、搬送圧力下の順で示している。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の（Ｄ）に相当するものは（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のうちの（ｄ）と同じ形態となるので省かれている。
【０００５】
図１３における漏出空気による気流摩擦現象を抑える手立てが、上記の特許文献１に記載されている。それは、図１４に示すように、出口弁７２の輸送管側に補助弁７９を追加したものとなっている。図１３の（ｃ）のように粉体７４ａを付着させた弁体７２ａが回転すれば、弁体や弁座に表面疵８０，８１（図１４の（ａ）を参照）がつくことは避けられないが、そのような状態にある出口弁７２から圧送用ベッセル加圧時に図１４の（ｃ）のように輸送管側に漏れるエア８２を、同図の（ｄ）のように補助弁７９で遮断しておこうとする。遮断により加圧中に出口弁前後の圧力差を少なくしておくことができ、加圧中に表面疵をたどる気流はなくなり、大きな摺り疵に成長させることは抑えられるという。なお、図１４の全図は、補助弁７９を加えて図１３における問題解決を図っている操業順を表している。
【０００６】
ちなみに、輸送を開始するとき出口弁が開かれるが、補助弁を閉じたままでは輸送管に粉体を送ることができないので、図１４の（ｅ）のように、出口弁７２を開く少し前に補助弁７９が開かれる。出口弁と補助弁との間に閉じ込められている大部分はエア８２であって補助弁７９の弁体に粉体が付着することはないから、補助弁では疵を発生させることがない。補助弁が開けば出口弁との間の圧力は低下しようとするが、同図の（ｆ）のように出口弁７２が直後に開かれるので、粉体は疑似等圧域を穏やかに通過する。
【０００７】
図１４の（ｇ）の次の段階としての輸送後は図示されていないが、圧送用ベッセルも弁通路も輸送管も空になるから、いずれの弁の閉止操作にも粉体が絡むことはない。したがって、図１２の（ｄ）のような現象も生じるはずがない。ちなみに、図１４の（ｈ）のごとく出口弁７２を開いてから補助弁７９を開くというようにしていないのは、補助弁を図１３の（ｂ）の状態に置いてしまうのを避けるためである。
【０００８】
ところで、図１３や図１４では、粉体を送り出す間に輸送管内の搬送圧力は徐々に低下して、輸送管の長さにもよるが数分後、早ければ数十秒後に大気圧となる。もちろん、圧送用ベッセルから粉体の全てが排出されれば圧縮エアを送出していた圧縮機（図１３の（ａ）中の符号８３を参照）は停止され、圧送用ベッセルも次回の粉体装入時もしくはそれに先だって大気圧となる。ところが、輸送管が特許文献２に記載されたような二重管構造である場合、後で詳しく述べるように、圧送用ベッセル内の粉体が所定残存量となった時点で気流搬送は停止されるが、輸送管内では粉体がプラグ状をなして幾つもの粉体の小山となっているため数分程度で大気圧に落ちることはない。
【０００９】
図１２の（ｂ）に示す開弁当初の気流摩擦を回避するためのみならず、同図の（ｄ）に示すごとく搬送圧力を受けて流れる固気混合体を停止させようとする閉弁間際の気流摩擦を回避する意味で、図１４に倣って図１２のシステムの出口弁の下流に、出口弁前後の等圧化を図るための補助弁を導入したとする。図示しないが、図１２の（ｄ）に補助弁を付加した場合を想定すると、以下の事態が生じる。圧送用ベッセル内の粉体が所定残存量となった時点で気流搬送を停止すべく圧縮機を止めると、圧送用ベッセルでは気流搬送停止時点の圧力が保たれるために、補助弁を出口弁より先に閉めると、気流摩擦が補助弁において発生してしまう。
【００１０】
一方、出口弁を補助弁より先に閉めると、補助弁通路とその前後に残留する粉体が、搬送用空気の遮断状態にある補助弁の以後の弁体回転を妨げる。その結果、補助弁の導入は設備費の高騰を招くだけでなく、輸送管が二重管構造であり、圧送用ベッセル内に粉体を残して気流搬送を停止させるという操業形態において、出口弁前後の等圧化を図ろうとする補助弁の導入は意義のないものであることが分かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−１７１７５２号公報
【特許文献２】実公平７−４８５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、粉体を輸送するにあたり単管構造の輸送管を採用する場合の補助弁の導入思想では解決し得ない二重管構造輸送管における出口弁の開閉動作を、気流摩擦を可及的に抑制しながら可能にして、出口弁に対する保守作業の著しい軽減、気流搬送システムの頻繁な操業停止の回避が図られるようにした二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、粉体を加圧するとともに流動化を図る圧送用ベッセルと固気混合状態で気流搬送する輸送管との間に出口弁を配し、その出口弁を開閉制御する方法に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、輸送管３は、プラグ状に内在する粉体を流動させながら目的地に向けて導く外管３Ｑと、プラグ状粉体１（図２を参照）を崩壊させる乱流を外管下半部に吹き出す噴出口５２を有して外管内部上方に配置された内管３Ｒと、からなる二重管構造である。圧縮機５から送られる加圧用気体でもって粉体１が装入された圧送用ベッセル２を加圧することにより、出口弁４の上流側圧力が大気圧から上昇し始めても、二重管構造の輸送管３に連なっているゆえに大気圧より高い状態にある下流側圧力に到達するまでは出口弁４を閉じたままにしておく（図３のｔ＝ｔ1 におけるベッセル２Ａとその周りの装置を参照）。上流側圧力が下流側圧力に到達した時点もしくは予め設定された許容幅の圧力を加えた圧力を超えた時点で出口弁４が開かれ（図４のｔ＝ｔ2 におけるベッセル２Ａを参照）、圧送用ベッセル２内の粉体１を圧縮機５から異なる経路をたどり引き続き送られる搬送用気体とともにこの出口弁４を介して輸送管３に送る（図４のｔ＝ｔ3 におけるベッセル２Ａを参照）。その継続した気流搬送の後に圧送用ベッセル２内の粉体１が所定残存量となった時点で気流搬送を停止すべく、圧送用ベッセル２に搬送用気体を送るのを停止し（図５のｔ＝ｔ10におけるベッセル２Ａを参照）、それと同時もしくはその直後に出口弁４を閉じるようにする（図５のｔ＝ｔ11におけるベッセル２Ａを参照）ことである。
【００１４】
加圧用気体は圧縮機５からの経路のうち絞り弁８が介在されている経路をたどって圧送用ベッセル２に送られ、搬送用気体は絞り弁が介在されない経路をたどって圧送用ベッセル２に送られるものであり、加圧用気体による圧送用ベッセル２の加圧は出口弁４が開かれた時点で停止され、その後は風量の大きい搬送用気体が圧送用ベッセル２に送られるようにしておく。
【００１５】
出口弁４が開かれるのを、出口弁上流側圧力が下流側圧力に到達した時点とすることに代えてベッセル加圧終了時とし、この加圧終了時の圧力を気流搬送停止のための搬送終了時輸送管内圧に等しくするとしてもよい。
【００１６】
出口弁４と輸送管３との間にミキシングチャンバ６を介装させ、出口弁４を通過した固気混合体にミキシングチャンバ６でさらに気体を混入させるとよい。
【００１７】
ミキシングチャンバ６へは、輸送管３において気流搬送されているとき、圧送用ベッセル２内で昇圧した搬送用気体が粉体とともに供給され、この固気混合体に、搬送用気体を送っている圧縮機５の下流側で分岐されて圧送用ベッセル２を迂回する通路を介したバイパス流４０も、そのミキシングチャンバ６で混入させるようにする。
【００１８】
ミキシングチャンバ６へは、輸送管３において気流搬送が開始されるまで、圧送用ベッセル２に搬送用気体を送っていた圧縮機５の下流側で分岐されて圧送用ベッセル２を迂回する通路を介したバイパス流４０が、圧送用ベッセル２における前回の気流搬送終了時圧でもって供給されるようにしておく。
【００１９】
圧送用ベッセルは２基が並列に設けられて輸送管３にはそれぞれが直列に接続され、出口弁４は各圧送用ベッセル２と輸送管３との間に配され、両出口弁４Ａ，４Ｂが同時に開かれることはないようにしておく。
【００２０】
２基の圧送用ベッセル２Ａ，２Ｂに送られる加圧用気体ならびに粉体の搬送用気体は、圧縮機下流の分岐管を介して両圧送用ベッセル２Ａ，２Ｂへ交互に送られるようにしておくこともできる。
【００２１】
各出口弁４Ａ，４Ｂと輸送管３との間にミキシングチャンバ６Ａ，６Ｂを介装させ、出口弁４Ａ，４Ｂを通過した固気混合体にさらにミキシングチャンバ６Ａ，６Ｂで気体を混入させるようにしておくとよい。
【００２２】
輸送管３において気流搬送されているとき、開いている出口弁４Ａに接続されているミキシングチャンバ６Ａに圧送用ベッセル２Ａ内で昇圧した搬送用気体が粉体とともに供給され、この固気混合体に、搬送用気体を送る圧縮機５からその圧送用ベッセル２Ａを迂回する通路を介したバイパス流４０がミキシングチャンバ６Ａで混入されるようにもしておく。
【００２３】
一方の圧送用ベッセル２Ａにおいて気流搬送を終了した時点では、その圧送用ベッセル２Ａに接続されたミキシングチャンバ６Ａへのバイパス流４０は止められ、直後に、加圧が開始された他方の圧送用ベッセル２Ｂに接続されたミキシングチャンバ６Ｂに、輸送管３において気流搬送が開始されるまで、すなわち、圧送用ベッセルが排気中、粉体装入中およびその後の加圧中にあって、輸送管において気流搬送されていないとき、一方の圧送用ベッセル２Ａに搬送用気体を送っていた圧縮機５から他方の圧送用ベッセル２Ｂを迂回する通路を介したバイパス流４０ｂが、一方の圧送用ベッセル２Ｂにおける気流搬送終了時圧でもって供給されるようにしておく。
【００２４】
図９に示すように、上流側圧力は圧送用ベッセルに気体を送る管路に介装された圧力ゲージ７Ｕにより、下流側圧力はミキシングチャンバ６に気体を混入する管路に介装された圧力ゲージ７Ｄにより検出されるようにしておくとよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、輸送管はプラグ状粉体を崩壊させながら搬送する二重管構造とし、圧送用ベッセルの加圧により出口弁の上流側圧力が下流側圧力に到達した時点で、もしくは少し超えた時点で出口弁を開くようにしているので、出口弁の前後はほぼ等圧状態におかれ、その開弁動作初期の開きの小さい時点でも粉体を伴う気流が高速で通過することはなくなる。これによって、気流摩擦による出口弁の弁体や弁座におけるアッシュカットの発生は可及的に排除される。
【００２６】
また、継続した気流搬送の後に圧送用ベッセル内の粉体が所定残存量となった時点で気流搬送を停止すべく、圧送用ベッセルに搬送用気体を送るのを停止し、それと同時もしくはその直後に出口弁を閉じるようにしているから、このときも出口弁の前後はほぼ等圧状態におかれ、閉弁終了間近の狭められた通路から粉体を伴った気流が高速で通過することもなくなる。したがって、出口弁の損耗は著しく軽減され、長期の操業に備えた耐久性を持たせることができ、粉体搬送設備の定期点検間隔も長くして、メンテナンス性の高い輸送システムを実現する。
【００２７】
絞り弁が介在されている経路をたどって送られる気体による圧送用ベッセルの加圧は出口弁が開かれた時点で停止され、その後は絞り弁が介在されない経路をたどって送られる大きい風量で気流搬送するようにしておけば、出口弁を開くと直ちに固気混合体の状態にある粉体を輸送管に速やかに送り出すことができる。出口弁を開けたにもかかわらず気流搬送が開始するまで加圧用空気によるベッセル加圧が続くというエネルギや時間の浪費は回避される。
【００２８】
出口弁は圧送用ベッセル加圧終了時に開くものとし、この加圧終了時の圧力を気流搬送停止のための搬送終了時輸送管内圧としておくなら、搬送終了時のベッセル内圧にほとんど等しい輸送管内圧が出口弁下流側圧力となることから、輸送管内圧の低下が進んでいないうちは出口弁を開くのをベッセル加圧終了時としても、結局は出口弁上流側圧力が搬送終了時のベッセル内圧となったときと等価となる。アッシュカットは免れ、出口弁の交換頻度も減らすことができる。
【００２９】
出口弁と輸送管との間にミキシングチャンバを介装させれば、出口弁を通過した固気混合体にさらに気体を混入させることができ、輸送管に送られる粉体の流動性をより一層高めることができ、気流搬送の円滑化がなされる。
【００３０】
輸送管において気流搬送されているとき、ミキシングチャンバに供給される気体を、圧送用ベッセル内へ昇圧した搬送用気体を送出している圧縮機の下流側で分岐されて圧送用ベッセルを迂回したバイパス流としておけば、ミキシングチャンバへは同圧気体が混入されることになり、粉体の浮遊性を高めて流動化を一層助長する。
【００３１】
輸送管において気流搬送が開始されるまでは、ミキシングチャンバに、圧送用ベッセル内へ昇圧した搬送用気体を送出していた圧縮機の下流側で分岐されて圧送用ベッセルを迂回したバイパス流が、圧送用ベッセルにおける前回の気流搬送終了時圧でもって供給されるようにしておくと、輸送管内圧に等しいかそれに近い圧力の気体によりミキシングチャンバ内で粉体の流動化を果たさせることができる。それのみならず、出口弁の下流側圧力を前回の気流搬送終了時圧もしくはそれに近い圧力に保っておくことができる。この圧力は輸送管内に及ぶから、滞留するプラグに刺激を与えて、搬送再開時の気流順応性を高めておくことができる。
【００３２】
圧送用ベッセルは２基が並列に設けられて輸送管にはそれぞれが直列に接続され、出口弁は各圧送用ベッセルと輸送管との間に配され、両出口弁が同時に開かれることのないようにしておけば、一方の圧送用ベッセルからの粉体を気流搬送している間に、他方の圧送用ベッセルでの排気と粉体装入をしておくことができる。したがって、いずれの圧送用ベッセルからの気流搬送も、加圧時間帯を除き間断なく行われ、準連続的な操業による効率よい搬送が可能となる。
【００３３】
２基の圧送用ベッセルに送られる加圧用気体ならびに粉体の搬送用気体は、圧縮機下流の分岐管を介して両圧送用ベッセルへ交互に送られるようになっているなら、一方の圧送用ベッセルへの加圧と気流搬送に引き続いて他方の圧送用ベッセルでの加圧と気流搬送が可能となり、１基の圧縮機による効率よい連続運転をすることができる。
【００３４】
各出口弁と輸送管との間にミキシングチャンバを介装させれば、出口弁を通過した固気混合体ごとにさらなる気体を混入させることができ、それぞれの圧送用ベッセルから輸送管に送られる粉体の流動性が一層高まり、気流搬送の円滑化が図られる。
【００３５】
輸送管において気流搬送されているとき、ミキシングチャンバに供給される気体を、そのミキシングチャンバが接続されている圧送用ベッセル内へ昇圧した搬送用気体を送出している圧縮機の下流側で分岐されてその圧送用ベッセルを迂回したバイパス流としておけば、ミキシングチャンバでは同圧気体の混入となり、粉体の浮遊性を高めた流動が実現される。
【００３６】
一方の圧送用ベッセルにおいて気流搬送を終了した時点では、その圧送用ベッセルに接続されたミキシングチャンバへのバイパス流が止められ、直後に、加圧が開始された他方の圧送用ベッセルに接続されたミキシングチャンバには、輸送管において気流搬送が開始されるまで、一方の圧送用ベッセルに搬送用気体を送っていた圧縮機から他方の圧送用ベッセルを迂回する通路を介したバイパス流を、一方の圧送用ベッセルにおける気流搬送終了時圧でもって供給するなら、一方の圧送用ベッセルにおける気流搬送終了時圧となっている輸送管に、他方の圧送用ベッセルに接続されたミキシングチャンバを介して引続き同圧の気流を供給し、輸送管における圧力降下を抑制しておくことができる。
【００３７】
圧送用ベッセルの基数にかかわらずミキシングチャンバが設けられている場合、出口弁の上流側圧力は圧送用ベッセルに気体を送る管路に介装された圧力ゲージにより、下流側圧力はミキシングチャンバに気体を混入する管路に介装された圧力ゲージにより検出できるようにしておくなら、出口弁の上流側圧力と下流側圧力とを粉体の存在しない部位で検出することになり、圧力の検出精度が高められる。したがって、出口弁を開くタイミングを上流側圧力が下流側圧力に到達した時点に合わせやすくなり、気流摩擦の発生防止を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法を実施する搬送システム図。
【図２】二重管式気流搬送用の輸送管の構造模式図。
【図３】２基の圧送用ベッセルが並列に設置され、いずれもの時刻ｔ＝ｔ0 ＝０における操業および時刻ｔ＝ｔ1 における操業の運転図。
【図４】２基いずれもの時刻ｔ＝ｔ2 における操業および時刻ｔ＝ｔ3 における操業の運転図。
【図５】２基いずれもの時刻ｔ＝ｔ10における操業および時刻ｔ＝ｔ11における操業の運転図。
【図６】２基の圧送用ベッセルならびに輸送管における圧力の変遷と処理過程を表したタイムチャート。
【図７】ミキシングチャンバを備えない場合の搬送システム図。
【図８】ミキシングチャンバを備えない場合の２基の圧送用ベッセルならびに輸送管における圧力の変遷と処理過程を表したタイムチャート。
【図９】圧力センサの代替設置箇所を示す搬送システム図。
【図１０】圧送用ベッセルが１基の場合であって、（ａ）はミキシングチャンバが設けられているシステム図、（ｂ）はミキシングチャンバが備えられない場合の搬送システム図。
【図１１】圧送用ベッセルが１基の場合の圧力の変遷と処理過程を表したタイムチャート。
【図１２】輸送管として二重管構造が採用されている場合での弁体と弁座における摺り疵の発生メカニズムを、加圧中、所定圧力下、搬送圧力下、搬送停止直前の順で表した工程図。
【図１３】輸送管として単管が採用されている場合での弁体と弁座における表面疵の発生メカニズムと、表面疵のある弁体と弁座における気体の漏出メカニズムを、加圧開始およびその後の加圧中、所定圧力下、搬送圧力下の順で示した工程図。
【図１４】補助弁を加えて図１３における工程で発生する問題の解決を図る操業手順を表した工程図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、本発明に係る二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法を、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。これは、粉体を加圧するとともに流動化を図る圧送用ベッセルと固気混合状態で気流搬送する輸送管との間に出口弁を配し、その出口弁を開閉するときの制御に関するものであるが、この制御が適用される二重管式気流搬送システムの構成から述べる。なお、気流をなす気体は通常空気であるが、窒素等の不活性ガスを使用することもある。以下では、気体が空気であるとして表記する。
【００４０】
図１に示す搬送システムは、粉体１を加圧するとともに流動化を図る２基の圧送用ベッセル２、固気混合状態で気流搬送するため目的地まで延びる一本の輸送管３、圧送用ベッセル２と輸送管３との間にあってベッセルに粉体を装入するときやベッセルを加圧するときは閉じられるが、気流搬送するときは開かれる出口弁４が主たる構成をなす。圧送用ベッセルの２基２Ａ，２Ｂは並列に設けられ、輸送管３に対してはそれぞれが直列に接続されている。その輸送管３は後で詳しく述べる二重管構造をなし、輸送管の上流側に配置される２つの出口弁４Ａ，４Ｂは同時に開かれることがないように作動される。
【００４１】
圧送用ベッセル２を加圧するための加圧用空気を送りこんだり、気流搬送を開始したベッセルに搬送用空気を送るため、２基の圧送用ベッセル２Ａ，２Ｂの上流側には一基の圧縮機５が設置される。これは圧送用ベッセルごとに設けられてもよいが、本システムにおいては一基としている。そして、それを容積型としておけば、吐出容量は一定であるもののシステムの圧力変化に追従した作動をさせやすく、二重管に圧縮空気を送り出すうえで都合がよい。なお、各出口弁４Ａ，４Ｂと輸送管３との間には、それぞれの圧送用ベッセルに対応してミキシングチャンバ６が介装される。
【００４２】
このように、各出口弁と輸送管との間にミキシングチャンバを介装させると、出口弁４を通過した固気混合体ごとにさらなる空気を混入させることができ、それぞれの圧送用ベッセルから輸送管に送られる粉体の流動性がより一層高まり、気流搬送の円滑化が図られる。
【００４３】
配管系について述べると、まず、圧縮機５の下流には第１分岐管１１が配置される。これは、圧縮機５からの管路２１を、両圧送用ベッセル２Ａ，２Ｂに空気をそれぞれ送る管路２２と、ベッセルを迂回してそれぞれのミキシングチャンバ６Ａ，６Ｂに流動助成用空気を送る管路２３とに分岐する。いま、圧送用ベッセル２Ａの系統に着目すれば、ベッセルに向かう管路２２は第２分岐管１２によって、ベッセルに搬送用空気を送る管路２４と加圧用空気を送る管路２５とに分岐されている。なお、管路２５は後で述べるように、他の圧送用ベッセル２Ｂに空気を送る通路としても機能する。搬送用空気を送る管路２４には第３分岐管１３が設けられ、ベッセル内へ搬送用空気を送る管路２６と、粉体払出箱３７に搬送用空気を送る管路２７とに分岐させている。
【００４４】
上記した第２分岐管１２で分岐された管路２５には、第４分岐管１４を介して加圧用空気を圧送用ベッセル２Ａに送る管路２８と後で述べるオンオフ弁４３ｂが介在される管路２９が設けられる。管路２８の下流側に設けられた第５分岐管１５から延びる一方の管路２９にはシリンダ弁などのオンオフ弁４２が介在されており、第２分岐管１２を通過した圧縮空気は、管路２９か、オンオフ弁４３が介在された前記した管路２４のいずれか一方に流されるように、オンオフ弁４２，４３が同時に開弁されることはない。オンオフ弁４２の下流側がオンオフ弁４３の下流側に接続されているが、搬送用空気も加圧用空気も、ベッセル頂のノズル１０ｍおよびベッセル底のノズル１０ｎに空気を送る管路３０の重複を避けるべく、第１合流管１８が設けられる。第１分岐管１１を出た後の管路２３には第６分岐管１６があり、オンオフ弁４４を経てミキシングチャンバ６Ａに到る管路３１が形成される。粉体払出箱３７とミキシングチャンバ６Ａとをつなぐ管路３２には出口弁４Ａが配置され、それを挟んで出口弁上流側圧力センサ７ｕ、出口弁下流側圧力センサ７ｄが設置される。ミキシングチャンバ６Ａから下流の管路３３は第２合流管１９を経て輸送管３に接続される。
【００４５】
一方、圧送用ベッセル２Ｂに着目すれば、第４分岐管１４に連なる管路２８には第５分岐管１５を介した管路３４が枝設され、前記したオンオフ弁４２と同趣旨のオンオフ弁４２ｂが介在される。第４分岐管１４から下流の管路２９には前記したオンオフ弁４３と同趣旨のオンオフ弁４３ｂが配置される。したがって、第４分岐管１４を通過した空気は、管路３４か管路２９のいずれか一方に流されるように、オンオフ弁４２ｂ，４３ｂが同時に開弁されることはない。圧送用ベッセル２Ｂにおけるその他については同じ符号に「ｂ」なる文字を付して説明を略す。なお、第４分岐管１４と第５分岐管１５の間に設けられた弁８はベッセル加圧中の急激な圧力上昇を抑えるための絞り弁である。これは加圧中の蓄圧の脈動も軽減する。
【００４６】
上記したオンオフ弁４２はオンオフ弁４２ｂと同時に開かれることはない。オンオフ弁４３はオンオフ弁４３ｂと同時に開かれることはない。また、オンオフ弁４４もオンオフ弁４４ｂと同時に開かれることはない。一方の圧送用ベッセルに加圧用空気や搬送用空気を送っている間は他方の圧送用ベッセルに加圧用空気や搬送用空気を送ることはなく、一方のミキシングチャンバに流動助成用空気を送るときは、他方のミキシングチャンバに流動助成用空気を送ることはない。このような弁操作によって一方の圧送用ベッセルがとる操業形態と他方の圧送用ベッセルがとる操業形態とは重複しないように調整される。
【００４７】
すなわち、２基の圧送用ベッセル２Ａ，２Ｂへの搬送用空気は、圧縮機下流の第２分岐管１２の下流のオンオフ弁４３またはオンオフ弁４３ｂを介して交互に送られるようになっている。また、第５分岐管１５の下流のオンオフ弁４２，４２ｂを介して両圧送用ベッセルへ加圧用空気を交互に送ることができるようにしている。ちなみに、管路２３に配置された弁９は、圧縮機５から送り出された圧縮空気の圧送用ベッセル２に送る量とミキシングチャンバ６へ送る量の比率を決める蝶弁である。ミキシングチャンバ６へは、輸送管３において気流搬送されているとき、圧送用ベッセル２内で昇圧した搬送用空気が粉体とともに出口弁４を介して供給され、この固気混合体に、搬送用空気を送る圧縮機からその圧送用ベッセルを迂回する通路を介したバイパス流４０がミキシングチャンバで混入されるようにしている。バイパス流は搬送用空気と同圧であり、ミキシングチャンバでは粉体の浮遊性を高めた流動が実現される。
【００４８】
圧送用ベッセルは２基が並列に設けられて輸送管にはそれぞれが直列に接続され、出口弁４は各圧送用ベッセルと輸送管との間に配され、両出口弁４が同時に開かれることのないようにしているから、後述するように、一方の圧送用ベッセルからの粉体を気流搬送している間に、他方の圧送用ベッセルの排気と粉体装入とをしておくことができる。したがって、一方の圧送用ベッセルからの気流搬送も他方のベッセルからも、それぞれの加圧時間帯を除き間断なく行われ、準連続的な操業による効率よい搬送が可能となる。
【００４９】
２基の圧送用ベッセルに送られる加圧用空気ならびに粉体の搬送用空気は、圧縮機下流の分岐管１２，１４を介して両ベッセルへ交互に送られるので、一方の圧送用ベッセルへの加圧と気流搬送に引き続いて他方の圧送用ベッセルでの加圧と気流搬送が可能となり、１基の圧縮機による効率よい連続運転が可能となる。
【００５０】
上で触れた輸送管３について述べる。輸送管は、図２に拡大して示すが、プラグ状に内在する粉体１を流動させながら目的地に向けて導く外管３Ｑと、プラグ状粉体を崩壊させる激しい乱流５１を外管下半部に吹き出す噴出口５２を有して外管内部上方に配置された内管３Ｒとからなる二重管構造である。噴出口５２は目的地に至るまで数多くが一定間隔で配置されており、内管３Ｒから外管３Ｑに噴出する乱気流によって外管内の粉体は噴出口ごとに流動化が高められる。このような輸送形態によれば、粉体の嵩密度は高くしておくことができるので大量輸送が可能である一方、速度が低くて済むから管摩耗を可及的に抑えて、すなわちエネルギの節約を図りながら長距離搬送が可能となる。この点では、単管による気流搬送システムとは原理的にも発現効果もおおいに異なるものである。
【００５１】
これはすでに述べた特許文献２に紹介されているので詳細は割愛するが、内管の噴出口５２を上流側と下流側に分けるようにディスク５３が配置され、それにはオリフィスをなす筒状孔５４が設けられている。そのために、外管で閉塞が起こると空気はせき止められる結果内管に流れ込んで流速が上がる。内管圧力も上昇することになり、ディスク５３に衝突したところで高速の乱気流を発生させ、これが次に遭遇する閉塞を崩してしまう。長い管内ではこれが随所で起こるので、至る所でプラグの生成と崩壊を繰り返して結局は例えば３，０００メートルに及ぶ輸送管であっても、粉体を連続して搬送することができる。なお、輸送管内に粉体を残したまま搬送を停止しても、輸送再開時に供給された搬送用空気は停止前と同じように挙動できるので、輸送管内の滞留物除去工程が必要でなくなる利点がある。この滞留物の残存は管内圧力の大きな低下を抑制することにも寄与するので、却って本発明の適用を可能にする環境を醸成していると言える。
【００５２】
ここで、二重管式気流搬送システムにおける出口弁開閉制御方法を述べる前に、圧送用ベッセルの加圧、搬送、搬送停止、排気、粉体受入れの一連の操業過程を述べる。圧送用ベッセル２Ａでは既に粉体１が所定量装入されており、図３の時刻ｔ＝ｔ0 ＝０の状態にあって、まさに加圧を開始しようとする時点にある（この時点を、以後の時間経過の原点と扱う）。図１を参照して、圧縮機５からの圧縮空気は管路２１，２２，２５，２８，２９，３０をたどり、蝶弁５６を介した圧縮空気はベッセル底の攪拌用ノズル１０ｎに空気を送って粉体を流動化させ、蝶弁５７を介した圧縮空気はベッセル頂の圧気供給用ノズル１０ｍに空気を送って粉体を加圧する（図３のｔ＝ｔ1 の状態）。いずれのノズルからの圧縮空気によっても、ベッセル内は大気圧から例えば０．３ＭＰａに向けて昇圧される。この時点ではオンオフ弁４３が閉じられ、オンオフ弁４２が開かれている。そして、図４のｔ＝ｔ2 の状態のときに、上流側圧力が下流側圧力に到達したとの検出があると、出口弁４Ａは開かれる。
【００５３】
圧送用ベッセル２Ａはミキシングチャンバ６Ａを経て輸送管３に通じることになり、図１のオンオフ弁４３からの圧縮空気すなわち搬送用空気によってベッセル内の粉体は粉体払出箱３７から管路３２に押し出される。管路２７からも搬送用空気が供給されれば、粉体払出箱３７での粉体流動化は強められる。固気混合体は出口弁４Ａを経てミキシングチャンバ６Ａに到り、気流搬送が始まる。管路２１，２３，３１を経たバイパス流４０がミキシングチャンバ６Ａで固気混合体の流動助成用空気となってさらなる流動化が図られる。輸送管３に至った固気混合体の挙動は図２に表したとおりで、図４のｔ＝ｔ3 の状態で目的地まで輸送される。
【００５４】
搬送が進むと圧送用ベッセル２の粉体１は少なくなるが、ベッセルが空になるまで搬送用空気が送られるのでなく、圧送用ベッセル２Ａの粉体が所定残存量となった図５のｔ＝ｔ10の時点で図１のオンオフ弁４３が閉止され、図５のｔ＝ｔ11の状態にされる。図はすでに粉体を装入しているが、それに先立ち、出口弁４Ａは閉じられる。ちなみに、ｔ＝ｔ10やｔ＝ｔ11の状態は、他方の圧送用ベッセル２Ｂにおいては一方の圧送用ベッセル２Ａの図３におけるｔ＝ｔ0 およびｔ＝ｔ1 に対応した状態にある。それゆえ、圧送用ベッセル２Ｂの動作は図４のｔ＝ｔ2 やｔ＝ｔ3 のときの図においてベッセルを交換して眺めれば、その挙動は理解される。
【００５５】
図５のｔ＝ｔ11の状態以後の圧送用ベッセル２Ａにおける動作を、念のため記載する。まず、図示しない排気弁を開くなどして残存圧を消失させてベッセル内を大気圧としておき、ベッセル頂の受入弁５９を開いて粉体を図示しないサイロから投入する。例えば１分程度で粉体は図３のｔ＝ｔ0 における左のベッセル２Ａのように納められる。気流搬送の所要時間は粉体装入時間より長いので、気流搬送終了時点から他の圧送用ベッセル２Ｂの加圧を始めることができる。図１に示したオンオフ弁４３が閉められた時点でオンオフ弁４３ｂを直ちに開くことができるから、圧縮機５の運転も途切れさせることがない。
【００５６】
言うまでもないが、気流搬送は連続しているわけでない。圧送用ベッセル２Ａが粉体装入もしくはその後の待機状態にあるとき、圧送用ベッセル２Ｂではまだ加圧中ということはありうるからである。気流搬送を停止させたときはミキシングチャンバ６Ａに圧縮空気を供給する理由がないから、オンオフ弁４４は閉止される。しかし、直ちにオンオフ弁４４ｂが開かれ、一方の圧送用ベッセルが加圧中にあるとき粉体が停滞しがちな輸送管３に圧縮空気がミキシングチャンバ６Ｂを介して供給され、粉体に刺激を与え、少しではあるが移動させることにも寄与する。
【００５７】
ここで、搬送終了間近のベッセルとミキシングチャンバにおける風量について簡単に触れる。圧送用ベッセルで所定量近くまで粉体が減れば、出口弁上流側圧力センサ７ｕが指す圧力は出口弁下流側圧力センサ７ｄが指す圧力に近づく。なお、実際には後述するセンサ７Ｕ，７Ｄ（図９を参照）が代用されるとしても、ここでの説明では出口弁４を挟む２つの圧力センサ７ｕ，７ｄで説明する。
【００５８】
ベッセル２からの粉体１の搬送を始めたときには、粉体払出箱３７での圧損が大きいゆえに搬送開始に高い圧力が掛かり、粉体の減少とスムーズな流出によって粉体払出箱３７での圧損も減少するので、ベッセル内圧は輸送管内圧と連動するよう徐々に低下する。このことからして、ベッセル内粉体残存量は、出口弁下流側圧が輸送管での気流搬送中の定常圧に極めて近づいたときと決めておけばよいことが分かる。逆に言えば、ベッセル内圧が輸送管内で立つ圧力と等しくなったときには、ベッセル内の粉体は所定残存量となっていることになる。なお、出口弁からの搬送用空気が途絶えてもミキシングチャンバから輸送管へはこの圧力が作用するので、輸送管内圧を大気圧に急落させることはない。輸送管の中に従前の気流搬送によって搬送しきれなかった粉体がプラグ状をなすなどして残存していることも急激な圧力低下を抑えている。
【００５９】
以上を念頭におけば、図６の圧力変遷チャートが理解しやすくなる。上段は圧送用ベッセル２Ａ内の圧力変動、中段に圧送用ベッセル２Ｂの圧力変動、下段は輸送管３における圧力変動を表す。ｔ0 からｔ10を経てｔ20までが１サイクルである。ｔ0 からｔ1 まで大気圧であったベッセル２Ａに圧縮空気が送られ、ｔ＝ｔ2 までは、例えば０．３ＭＰａまでの加圧工程となっている。ｔ＝ｔ3 までには、気流搬送させるに十分な内圧例えば０．５ＭＰａまでに高められるが（粉体払出箱３７で閉塞ぎみとなるのを解消するため）、ｔ＝ｔ2 の時点で出口弁４Ａが開かれ、輸送はすでに始まっている。なお、ｔ10までが気流搬送している輸送工程である。圧送用ベッセル２Ａがこのような挙動をとっている間、圧送用ベッセル２Ｂは、排気、粉体受入れ状態にあって、中段のごとく同時間帯において大気圧である。
【００６０】
ベッセルの圧力は粉体払出箱３７での圧損増大による上昇と、輸送管３の内圧に追従する降下が起こる。ｔ10からは上で述べたようにミキシングチャンバ６を介した混入があるから、圧力がほぼそのままに保たれる。輸送管３は運転当初は当然に大気圧であるが（図の左下部を参照）、ベッセル２Ａ，２Ｂでの挙動が繰り返されるかぎり、大気圧に落ちることはない。なお、ｔ10からｔ20まではベッセルでの操業形態が逆になっているだけである。ちなみに、ｔ0 からｔ1 まで僅かであるが時間帯を設けている。搬送用空気を停止させてから少し時間をおいて排気するとともに他の圧送用ベッセルの加圧を開始させるとしているからである。しかし、搬送用空気を停止してから直ちに排気するとともに他の圧送用ベッセルの加圧を開始しても差し支えはなく、したがって、ｔ1 −ｔ0 ＝０（時間０の意）やｔ11−ｔ10＝０とすることに問題はない。図６には表れていないが出口弁を閉めるタイミングも、ｔ10でもｔ11でもよい。図３、図４、図５の下半部には、図６の変遷をその都度のタイミングで表し、圧力変動の把握を容易にしている。
【００６１】
ここで、出口弁開閉制御について述べる。圧縮機５から管路２９等を経て送られる加圧用空気でもって、粉体の装入された圧送用ベッセル２Ａが加圧される。これによって出口弁４Ａの上流側圧力が大気圧から上昇し始めても、二重管構造の輸送管３に連なっているゆえに大気圧より高い状態にある下流側圧力に到達するまでは出口弁４Ａを閉じたままにしておく。上流側圧力が下流側圧力に到達した時点で出口弁４Ａは開かれる。圧送用ベッセル内の粉体は、圧縮機から異なる経路２６等をたどって引き続き送られる搬送用空気とともに出口弁４Ａを介して輸送管３に送られる。その継続した気流搬送の後に圧送用ベッセル２Ａ内の粉体が所定残存量となった時点で気流搬送を停止すべく、圧送用ベッセル２Ａに送っていた搬送用空気を停止する。それと同時もしくはその直後に出口弁４Ａを閉める。
【００６２】
以上が、出口弁の一連の動作である。なお、上流側圧力が下流側圧力に到達した時点で出口弁４Ａを開くようにしているが、これは既に述べたアッシュカットの発生を回避しようとするものであるから、上流側圧力が下流側圧力に予め設定された許容幅の圧力を加えた圧力を超えないうちならば、例えば上流側圧力ｐu が輸送管内圧ｐd ＋設定許容幅圧力α（０＜α≪ｐd ）に到達したときもしくはその以前に出口弁４を開くようにしておいてもよい。設定許容幅圧力αはアッシュカットの発生のない程度の差幅として見込まれた圧力であるからである。
【００６３】
今述べたことの少々の繰り返しとなるが、図６に基づいてさらに述べる。圧縮機からは加圧用空気が送り出され、粉体が装入された圧送用ベッセル２Ａが加圧される。これは図６の上段の符号Ａ01の領域に相当する。この加圧により、出口弁の上流側圧力が大気圧から上昇し始めても、二重管構造の輸送管に連なっているゆえに大気圧より高い状態にある下流側圧力に到達するまでは出口弁が閉じたままにされる。このとき、輸送管においては図６の下段の符号ＡT の領域にあって後述するように例えば０．３ＭＰａを保っている。その加圧により、出口弁の上流側の圧力センサが検出した圧力が下流側の圧力センサが検出した圧力に到達すれば、すなわち、上流側の圧力センサが０．３ＭＰａを検出すれば、出口弁が開かれる。
【００６４】
この出口弁４を介しては、圧送用ベッセル２内の粉体１が圧縮機５から異なる経路２６等をたどり引き続き圧送用ベッセルに送られる搬送用空気とともに輸送管に送られる。このときは図６の上段はＢ01の領域、下段はＢT の領域にある。搬送用空気が圧送用ベッセルに入り始めると粉体は送り出されるが、そのときミキシングチャンバ６Ａで混入されるバイパス流４０の風量が減らされるなどして、圧送用ベッセル内では圧力が高められる。送り出される粉体の量はベッセル内圧に応じて自ずと制御される。
【００６５】
一方、粉体の残存量が少なくなれば、輸送管内圧と連動するようにベッセル内圧も低下する。Ｂ01の領域では圧力が０．３ＭＰａから例えば０．５ＭＰａまで上昇した後に下降している。この圧力の変動は輸送管３と同じであり、結果的にはＢT の領域でもベッセル内圧と同じ圧力の上昇および下降を呈している。継続した気流搬送の後に圧送用ベッセル２Ａ内の粉体が所定残存量となった時点で気流搬送を停止すべく、圧送用ベッセルに搬送用空気を送るのが停止される。それと同時もしくはその直後に出口弁４が閉じられる。
【００６６】
この動作の後の圧送用ベッセル２Ａは排気・粉体受入れ状態に入るので、大気圧に落ちる。その間の圧送用ベッセル２Ｂは領域Ａ11やＢ11の操業となっている（ｔ11〜ｔ20）。なお、ｔ0 〜ｔ10の時間帯にミキシングチャンバ６Ａへ供給されていたバイパス流は、時刻ｔ10からミキシングチャンバ６Ｂへの供給となるようにオンオフ弁４４，４４ｂによって切り替えられ、時刻ｔ10のときのベッセル内圧（粉体が所定残存量となった時点でのベッセル内圧）に等しい圧力のバイパス流４０ｂが供給され、輸送管内圧は減圧の進行が早くないかぎりほぼ０．３ＭＰａに保たれる。
【００６７】
このようにしているのは、一方の圧送用ベッセル２Ａにおいて気流搬送を終了した時点では、その圧送用ベッセルに接続されたミキシングチャンバ６Ａへのバイパス流４０が止められ、直後に、加圧が開始された他方の圧送用ベッセル２Ｂに接続されたミキシングチャンバ６Ｂに、輸送管３において気流搬送が開始されるまで、一方の圧送用ベッセル２Ａに搬送用空気を送っていた圧縮機５から他方の圧送用ベッセル２Ｂを迂回する管路３１ｂを介したバイパス流４０ｂが、一方の圧送用ベッセル２Ａにおける気流搬送終了時圧でもって供給されるようにしているからである。これによれば、一方の圧送用ベッセル２Ａにおける気流搬送終了時圧となっている輸送管３に、他方の圧送用ベッセル２Ｂに接続されたミキシングチャンバ６Ｂを介して引続き同圧の気流を供給して、輸送管３における圧力降下が抑制される。
【００６８】
このような操業形態にあって、加圧用空気は圧縮機５からの経路のうち絞り弁８が介在されている管路２８をたどって圧送用ベッセル２Ａに送られる。一方、搬送用空気は絞り弁が介在されない管路２４等をたどって圧送用ベッセル２Ａに送られる。そして、加圧用空気による圧送用ベッセルの加圧は出口弁４が開かれた時点で停止され、その後は風量の大きい搬送用空気が圧送用ベッセルに送られるようにしている。出口弁４を開くと直ちに気流搬送が開始される。出口弁を開いたにもかかわらず気流搬送を開始するまで加圧用空気によるベッセルの加圧が続くという事態を排除しており、エネルギ消費量や操業時間の節減が図られる。なお、ベッセルの加圧を停止するのは、すなわち出口弁を開くのは次のようにしてもよい。
【００６９】
出口弁４はベッセル加圧終了時に開くこととし、この加圧終了時の圧力を気流搬送停止のための搬送終了時ベッセル内圧、例えば０．３ＭＰａに等しくしておけばよい。搬送終了時のベッセル内圧にほとんど等しい輸送管内圧が出口弁下流側圧力となるから、すなわち、輸送管内圧の低下が進んでいないうちは、輸送管内圧は搬送用空気供給停止時の圧送用ベッセル内圧に等しく保たれるから、出口弁を開くのをベッセル加圧終了時としても、出口弁上流側圧力が搬送終了時のベッセル内圧となったときと等価となる。なお、上流側圧力と搬送終了時圧とに差があるとしても、出口弁でアッシュカットが発生しないまでの違いにとどめられていればよい。加圧終了時圧と気流搬送を停止するための搬送終了時ベッセル内圧とが微差（前述した設定許容幅圧力αの意）でないなら、出口弁が開かれるときの下流側圧力が輸送管内圧とは異なることを意味する。輸送管内圧より高いときはアッシュカットが発生しかねなく、受け容れられない事態を招くことになるからである。ちなみに、この場合、搬送終了時ベッセル内圧をコントローラなどに予め記憶させておけばよく、下流側圧力センサは使用するに及ばなくなる。
【００７０】
以上の詳細な説明から分かるように、輸送管はプラグ状粉体を崩壊させながら搬送する二重管構造であり、圧送用ベッセルの加圧により出口弁４の上流側圧力が下流側圧力に到達した時点で出口弁を開くようにしている。したがって、出口弁前後はほぼ等圧状態におかれ、その開弁動作初期の開きの小さい時点でも粉体を伴う気流が高速で通過することはなくなる。これによって、気流摩擦による出口弁の弁体や弁座におけるアッシュカットの発生は可及的に排除され、弁体や弁座における耐磨耗性に対する配慮は軽減できることにもなる。
【００７１】
また、継続した気流搬送の後に圧送用ベッセル内の粉体が所定残存量となった時点で気流搬送を停止すべく、圧送用ベッセルに搬送用空気を送るのを停止し、それと同時もしくはその直後に出口弁を閉じるようにしているから、このときも出口弁の前後はほぼ等圧状態におかれ、閉弁終了間近の狭められた通路から粉体を伴った気流が高速で通過することもない。したがって、出口弁の損耗は著しく軽減され、長期の操業に備えた耐久性を持たせることができ、粉体搬送設備の定期点検間隔も長くして、メンテナンス性の高い輸送システムを実現する。
【００７２】
ところで、図７のようにミキシングチャンバを備えない搬送システムとしておくこともできる。輸送管３に送られるのは、圧送用ベッセル内で昇圧した搬送用空気と粉体だけとなる。設備の簡略化を図っても差し支えない例えば３００メートルといった短い輸送管の場合に適用することができる。ミキシングチャンバがないから固気混合体の流動は、あくまでも圧送用ベッセルからの搬送用空気だけに頼る。ところで、上記したが、気流搬送を終えた圧送用ベッセルは排気や粉体受入れ態勢に入るが、他方の圧送用ベッセルが気流搬送態勢にまで進んでいない間は、輸送管３に空気が供給されることはなくなる。
【００７３】
ということは、輸送管中の粉体は停滞するか、残留圧で粉体が極めて緩慢に動くかの状態となる。空気の供給がない時間が数分なら圧力低下の進行はほとんどないが、多少はともかくも圧力低下は否定できない。図８にＡT と表示した時間帯では、水平に描いた二点鎖線６５に比べれると圧力は実線６６で表したように漸減する。出口弁上流側圧力が下流側圧力に到達した時点で出口弁を開くとしている場合に、下流側圧力が輸送管内圧に等しいことから、実線６６のように輸送管内圧が例えば０．２７ＭＰａに落ちていれば、出口弁が開かれるのは上流側圧力が大気圧から０．２７ＭＰａに上昇した時点となる。
【００７４】
したがって、加圧用空気によりベッセルを０．３ＭＰａまでとする必要はなく、０．２７ＭＰａまで加圧するだけで済む。上流側圧力が０．３ＭＰａになってから出口弁を開いたならば、却ってアッシュカットの発生は避けられないが、出口弁の上流側も加圧用空気により０．２７ＭＰａとなっているなら、本発明の目的であるアッシュカットの発生防止は図られることが分かる。
【００７５】
ちなみに、輸送管が単管であったなら、気流搬送を停止した時点で輸送管内圧は図８中のＡT 領域に破線６７で示したように急降圧するわけであるから、この場合の下流側圧力は大気圧となる。出口弁の上流側圧力が下流側圧力に等しいときに出口弁を開くことにするといっても、それが大気圧なら粉体の搬送はできるわけがないから、本搬送は二重管構造の輸送管が採用されている場合に限られることが分かる。ちなみに、０．２７ＭＰａといった圧力は経験値として知ることもできるが、上流側圧力が下流側圧力に等しいときに出口弁を開くのだから、理屈上は大気圧でないかぎり、輸送管側の圧力を人為的にコントロールしなくても、圧力バランスで自動的に出口弁の開くタイミングが与えられることになる。
【００７６】
出口弁を開くときの上流側圧力に、圧送用ベッセル内の粉体が所定残存量となって気流搬送を停止したときの圧力を適用する例も上で述べたが、輸送管内圧が例えば０．２７ＭＰａにまで落ちるというような場合には、出口弁を開くときの上流側圧力に気流搬送を停止したときの圧力を適用することはあり得ない。出口弁が開かれるのをベッセル加圧終了時とするといった制御をするごとく、出口弁を開くときの上流側圧力を予め決めておく場合には、試運転等で排気・粉体受入れ・加圧に要する時間帯で降下する輸送管内圧値を見い出しておき、ベッセル加圧終了時の圧力に代えて、上記した０．２７ＭＰａといった圧力をコントローラに記憶させるなどしておけばよい。
【００７７】
図９は、上流側圧力が圧送用ベッセルに空気を送る管路３０に介装された圧力ゲージ７Ｕ（図中の左上部参照）により、下流側圧力がミキシングチャンバ６に空気を混入する管路２３に介装された圧力ゲージ７Ｄ（図中の下部やや左寄り参照）により、検出されるようにした搬送システムである。出口弁４の上流側圧力と下流側圧力とを粉体の存在しない部位で検出することになって、圧力の検出精度が圧力ゲージ７ｕ，７ｄ（図１を参照）の場合よりは高められる。したがって、出口弁を開くタイミングを上流側圧力が下流側圧力に到達した時点に合わせる精度が上がり、気流摩擦の発生防止を格段に向上させることができる。下流側圧力の検出については、ミキシングチャンバ６が存在するからこそ可能となっていることが分かる。
【００７８】
以上は、２ベッセル方式の搬送システムで説明した。そのシステムでは次で述べる１ベッセル方式に比べて輸送管に滞留する粉体は多くまた長くなる。これは輸送気流の圧力損失を大きくさせるから、搬送圧力は高く要求される。搬送圧力が高くなればベッセルでの加圧力を高く設定することができ、ひいては高濃度輸送運転、すなわち大量輸送となる利点が生じる。なお、輸送量（トン／時）や輸送距離（メートル）によって固気比やベッセル加圧力が異なることは言うまでもなく、上で表した数字は或る搬送プラントでの一例に過ぎない。
【００７９】
図１０は、圧送用ベッセルを１基とした搬送システムである。（ａ）は圧送用ベッセル２Ｂの系統を除去した構成であり、かつ、図９と同じ趣旨の箇所で圧力検出するようにした例である。この図では出口弁上流側圧力センサと下流側圧力センサは消去されている。出口弁４と輸送管３との間にミキシングチャンバ６を介装させ、出口弁４を通過した固気混合体にミキシングチャンバ６でさらに空気を混入させるようにしている。ミキシングチャンバ６へは同圧空気が混入されることになり、輸送管３に送られる粉体の浮遊性を高めて流動化を助長し、気流搬送の円滑化が図られるのは図１の場合と異ならない。
【００８０】
図１０の（ｂ）はミキシングチャンバを設けていないシステムである。この場合、圧送用ベッセル２に空気を送る管路に介装された圧力ゲージ（本図（ａ）中の符号７Ｕ）やミキシングチャンバに空気を混入する管路に介装された圧力ゲージ（本図（ａ）中の符号７Ｄ）は存在しない例として描かれている。（ａ）の場合の圧送用ベッセル２における圧力変動チャートは図６の場合などと原理的に変わりがない。ただ、図１１から分かるように、圧送用ベッセル２が排気・粉体受入れ態勢にある時間帯を他のベッセルからの搬送によりカバーしておくということはあり得ないから、その時間帯での輸送停滞の時間幅は図６に比べれば大きくなる。しかし、ミキシングチャンバ６でバイパス流４０が混入されるかぎりは、輸送管３において積極的でないが気流搬送は継続され、輸送管内圧の低下は極めて鈍い状態においておくことができる。
【００８１】
図１０の（ｂ）の場合は圧送用ベッセル２の排気・粉体受入れ・加圧態勢にあるときは輸送管３に空気が供給されないから、圧力の減少は進みやすい。図１１の領域ＣT 中の実線６８のように漸減する。しかし、図８の領域ＡT のところで述べた実線６６の場合と同様な制御や挙動を呈させることができるのは述べるまでもない。
【００８２】
ちなみに、図１０の（ａ）の場合、輸送管３において気流搬送が開始されるまで、ミキシングチャンバ６へは、圧送用ベッセル２に搬送用空気を送っていた圧縮機５の下流側で分岐されて圧送用ベッセル２を迂回する通路を介して流れるバイパス流４０が、圧送用ベッセル２における前回の気流搬送終了時圧でもって供給されるようにしておくことができる。輸送管内圧に等しいかそれに近い圧力の空気がミキシングチャンバ６内で粉体の流動化を果たさせることができる。それのみならず、出口弁４の下流側圧力を前回の気流搬送終了時圧もしくはそれに近い圧力に保っておくことができる。この圧力は輸送管内に及ぶから、滞留するプラグに刺激を与えて、搬送再開時の気流順応性を高めておくことができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…粉体、２，２Ａ，２Ｂ…圧送用ベッセル、３…輸送管、３Ｑ…外管、３Ｒ…内管、４，４Ａ，４Ｂ…出口弁、５…圧縮機、６，６Ａ，６Ｂ…ミキシングチャンバ、７ｕ，７ｕb ，７Ｕ，７Ｕb …出口弁上流側圧力センサ、７ｄ，７ｄb ，７Ｄ…出口弁下流側圧力センサ、８…絞り弁、９…蝶弁、４０，４０ｂ…バイパス流、５２…噴出口、ｐu …上流側圧力、ｐd …下流側圧力（輸送管内圧）、α…設定許容幅圧力。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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